Spiraalivalaisin (eli Loxodrome -työpöytälamppu): 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

The Spiral Lamp (alias Loxodrome Desk Lamp) on projekti, jonka aloitin vuonna 2015. Sen innoittamana toimi Paul Nylanderin Loxodrome Sconce. Alkuperäinen ajatukseni oli moottoroitu pöytävalaisin, joka heijastaisi virtaavia valopyrteitä seinälle.

Suunnittelin ja 3D -tulostin prototyypin OpenSCADissa valmistajan näyttelyä varten. Vaikka valaistus oli niin fantastinen kuin olin toivonut, mekaaniset bitit olivat hauraita, vaikeasti rakennettavia eivätkä yksinkertaisesti toimineet kovin hyvin.

Siitä lähtien olen oppinut FreeCADin, paljon tehokkaamman työkalun, ja olen suunnitellut uudelleen mekaaniset komponentit. Tämä Instructable esittelee toisen sukupolven version, joka korvaa suurimman osan sisäosista täysin 3D-tulostettavilla osilla. Tässä päivityksessä on vaihdettavat 3 W: n LED -moduulit, joten voit vaihtaa LEDit eri väreihin. tai; jos voit yhdistää sen värillisellä RGB LED -moduulilla kehittyneempien valaistustehosteiden saamiseksi.

Tämä projekti on avoimen lähdekoodin:

Tämä projekti rakennettiin kokonaan ilmaisella ja avoimen lähdekoodin ohjelmistolla ja se täyttää avoimen lähdekoodin määritelmän. Voit muokata OpenSCAD- ja FreeCAD -suunnittelutiedostoja Creative Commonsissa - Nimeä - Jaa

Lisähyvitykset:

• Innoittamana Paul Nylanderin "Loxodrome Sconce"

• OpenSCAD -tiedosto, joka on peräisin kitwallacen "Loxodrome" -muodosta

Vaihe 1: Keskiydin

Alkuperäisen suunnitteluni Achilles -kantapää oli, että loxodrome -pallolla ei ollut luotettavaa kiinnityskohtaa. Aluksi yritin ripustaa sen yläpuolella olevasta kääntöpisteestä ja kiertää sitä magneeteilla pohjassa. Tämä ei toiminut ollenkaan, joten kokeilin moottoria ja pientä vaihdelaatikkoa, mutta koska loxodrome roikkui alareunassa, vaihde työntäisi sen pois tieltä eikä kääntäisi sitä. Keskeinen haaste oli löytää tapa tukea ja pyörittää sitä alhaalta, mutta sillä oli edelleen kiinteä keskiakseli LED -varren ja johtojen kiinnittämiseksi.

Tässä oppaassa esitetty lamppu on suunniteltu uudelleen käyttämään koaksiaalista keskiydintä. Pohjassa oleva moottori pyörii pientä hammaspyörää, joka yhdistää suuremman keskivaihteen. Keskivaihteisto kiertyy 608 rullaluistimen laakerin ympärille ja napsahtaa kiinni toiseen osaan, joka välittää pyörimisen lampun yläosaan. Laakerin keskikohdan läpi kulkee kiinteä keskiputki LED -tukivarren ankkuroimiseksi ja siihen liittyvän johdotuksen käyttämiseksi.

Vaihe 2: Keskiytimen tulostaminen ja kokoaminen

Keskiydin koostuu seuraavista neljästä 3D -tulostetusta osasta:

• TopAss Assembly.stl (harmaa, edellinen kuva)
• GearCoreCenter.stl (punainen)
• LoxodromeMountingAdaptor.stl (vihreä)
• DriveGear.stl (violetti)

Painettujen osien lisäksi tarvitset yhden 603 rullaluistimen laakerin. Löydät nämä edullisesti eBaysta. Katso yllä olevalta videolta, kuinka kaikki on koottu. Sinun on ehkä hiottava TopAss Assembly -keskiputki tiukasti. Kun laakeri on asetettu GearCoreCenteriin, sinun on lisättävä hieman liimaa LoxodromeMountingAdapterin reunalle ja napsautettava se GearCoreCenteriin. Nämä kaksi osaa on tarkoitettu kiinnitettäväksi tukevasti, eivätkä ne saa pyöriä.

Käytin Panef White Stick -voiteluainetta silikonilla kaikissa liikkuvissa osissa.

Yleisiä tulostusvinkkejä:

Kaikki keskiytimen osat on suunniteltu tulostettavaksi ilman tukea. GearCoreCenter tulee tulostaa siten, että hammaspyöräpuoli on tulostusalustan tasolla ja napsaukset ylöspäin. DriveGear on tulostettava siten, että vaihde on tasaisella paikalla sängyssä ja kapea akseli ylöspäin. Huomasin, että "Retraction Minimum Travel" -asetuksen asettaminen 2 mm: ksi Cura 2: ssa nopeutti tulostusta huomattavasti.

Tulostusvinkkejä yläasennukseen:

Tulostettaessa PLA: ssa käyttäen oletusasetuksia Top Top -kokoonpanon keskellä oleva putki oli liian hauras. Tulostuksen hidastaminen, seinämän paksuuden, virtausnopeuden ja lämpötilan lisääminen antoi minulle riittävän vahvan osan.

Nämä ovat Cura 2 -asetukset, joita käytin TopAss Assembly -leikkaamiseen:

• Kuori:

  Seinämän paksuus: 2

• Jäähdytys:

  • Tuulettimen nopeus: 50%
  • Normaali tuulettimen nopeus: 30%
  • Tuulettimen enimmäisnopeus: 35%

• Materiaali:

  • Oletustulostuslämpötila: 210
  • Tulostuslämpötila: 210
  • Virtaus: 110%
  • Ota takaisinveto käyttöön: False

• Nopeus:

  • Tulostusnopeus: 40 mm/s
  • Seinänopeus: 10 mm/s

Vaihe 3: Johtimien puristus LED -varsille

Sinun on käytettävä puristustyökalua johtojen puristamiseen neliasentoiseen DuPont-liittimeen naaraspuolisten nastojen avulla. Rakensin lampun neliasentoisilla liittimillä, joten minulla olisi tarpeeksi johtoja RGB-LEDille. Jos käytät yksiväristä LED -valoa, kaksi johtoa riittää, mutta mieluummin kaksinkertaistan johdot ylimääräisen virrankulutuksen vuoksi. LED-varressa on siten riittävän suuri aukko, johon mahtuu neljän pisteen DuPont-liitin.

Tarvitset neljä sarjaa noin jalan pituista punottua lankaa, puristustyökalun ja DuPont -liittinsarjan. Käytin näitä:

• Puristustyökalu IWISS SN-28B
• HALJIA 310 kpl 2,54 mm Dupont -naaras/urosjohdinhyppy -nastainen liitinvalikoima

Video osoittaa puristusprosessin.

Vaihe 4: LED -varren kokoaminen

Kun olet rakentanut johtosarjan, vie johdot LED -varren läpi ja työnnä DuPont -liitin paikkaan. Se on tiukka istuvuus. Voit halutessasi hieroa liimaa liittimen päälle, jotta se ei irtoa tulevaisuudessa, mutta jos teet niin, käytä vain vähän ja levitä sitä liittimen kiinteälle puolelle ja varo liimaa päästä pistorasioihin.

Kun LED -varsi on koottu, voit syöttää sen keskisydämen keskellä olevan reiän läpi. Video esittelee prosessin ja näyttää minulle testaamisen eri LED -moduuleilla.

Tulostusvinkkejä LED -varteen:

LED -varsi tulee asettaa sivulle tulostettaessa. Kaikki pinnat ovat kaltevia, joten tukia ei tarvita.

Vaihe 5: LED -moduulien kokoaminen

LED -moduulit koostuvat seuraavista komponenteista:

• 3W LED "tähti"
• Pullon korkki (jäähdytyselementtinä)
• Neliasentoinen DuPont-liitin urosnapeilla
• Lyhyt pituus eristettyä, punottua lankaa
• Säännöllinen kaksikomponenttinen epoksi DuPont-liittimen kiinnittämiseen pullon korkin taakse (käytin JB-hitsausta)
• Kaksiosainen lämpöepoksi, jolla LED kiinnitetään pullon korkkiin (käytin Arctic Alumina Thermal Adhesive)

Haluat käyttää juotosrautaa lyhyiden lankojen kiinnittämiseen LED -tähden positiivisiin ja negatiivisiin tyynyihin. Jos sinulla on yksivärinen LED, voit kaksinkertaistaa johdot, kaksi positiivista ja kaksi negatiivista. Näin voit käyttää virtaa molempien johtimien läpi rinnakkain ja käyttää kaikki LED -varren käytettävissä olevat johdot. Jos käytät RGB-LEDiä, yhdistä kaikki johdot kaikkien anodityyppien (-) liittämiseen ja loput kolme johtoa jokaiseen katodityynyyn (+).

Käytän pullon korkkeja LED -jäähdytyselementtiin. Ostin nämä paikalliselta panimoyhtiöltäni, vaikka voisit yrittää käyttää uudelleen olutpullosta, jos se oli täysin taipumaton.

Ellet osta "paljaita" pullotulppia, sinun on ehkä pehmennettävä ja poistettava kumipäällyste kuumailmapistoolilla. Varmista, että sinulla on puhdas ja täysin tasainen pinta paljaasta metallista LED -valon kiinnittämiseksi. Kiinnitä sitten LED -valo pullon korkkeihin lämpöepoksin avulla, kiinnitä se pidikkeillä ja anna vaikuttaa yön yli.

Vaihe 6: LED -moduulien kokoaminen

Seuraavana päivänä haluat puristaa urospuoliset DuPont-liittimet jokaiseen neljään johtoon ja työntää ne neljän liittimen koteloon. Sekoita sitten osa tavallisesta kaksikomponenttisesta epoksista (ei aiemmin käyttämästäsi lämpöepoksista) ja kiinnitä liitin pullon korkin takaosaan. Leikkaa jälleen ja anna hyytyä yön yli.

Kuvassa on yksi- ja kolmivärinen RGB-LED-moduuli asennuksen jälkeen.

Vaihe 7: Kytke moottori

Käytin pohjaan 4W 120V AC TYD-50 -tyyppistä synkronimoottoria. Näitä moottoreita käytetään mikroaaltouunien levysoittimissa, ja ne löytyvät melko helposti verkosta. Ne ovat edullisia, ne toimivat erittäin hiljaisesti ja niitä on saatavana useilla eri kierrosluvuilla. Valitsin hitaan 5-6 kierr./min -yksikön, jotta lamppu kääntyy hitaasti ja tasaisesti. Lampun hammaspyörä pienentää tämän puoleen, joten lamppuni pyörii rauhoittavilla 2,5–3 r / min.

Juotin laitteesta pelastetulle johdolle ja eristin sen kahdella kerroksella kutisteputkea. Jos lampun verkkojännitteet eivät miellytä, löydät myös 12 V AC TYD-50 -tahtimoottorit. Yhdistä se sitten seinän syylämuuntajaan, joka tuottaa valmistajaystävällisempää 12 V: n vaihtovirtaa.

Vaihe 8: Kokoa pohjalevy

Moottori voidaan ruuvata pohjalevyyn M3 -ruuveilla.

Moottorissani oli akseli, jonka ulkohalkaisija oli 7 mm. Joten suunnittelin muovikappaleen, jotta se voisi yhdistää 3D -tulostetun neliöprofiiliakselin. Tämä kiinnitetään M3 -pultilla ja mutterilla.

Tässä muovikappaleessa on leveä kartiomainen suu, ja akselin on tarkoitus liukua vapaasti sisään ja ulos, mutta vastus on pieni. Tarvitset tätä myöhemmin kokoonpanossa, koska sen on pudotettava paikalleen ylhäältä.

Jotta moottori ei ylikuumene, kiinnitä kumijalat pohjalevyn pohjaan. Tämä pitää sen poissa pöydästä ja auttaa ilmavirrassa.

Tulostusvinkkejä:

Kaikki osat on suunniteltu tulostettavaksi ilman tukia.

Vaihe 9: Kokoa lampun runko

Pohjalevy voidaan kiinnittää runkoon M3 -ruuveilla. Sisälle ei pääse, joten varmista, että kaikki johdot roikkuvat pohjalevyn takana olevasta aukosta ennen kuin kiinnität molemmat puolikkaat!

Tulostusvinkkejä:

Lampun runko on lievä kaltevuus, ja sen voi tulostaa ilman tukia.

Vaihe 10: Kiinnitä hammaspyöräkokoonpano lampun runkoon

Akseli istuu löysästi vaihteiston reikään. Jos vain yrität laittaa vaihteistokokoonpanon sisään, akseli putoaa todennäköisesti lampun sisään.

Voit käyttää kuumaa liimaa pitämällä akselin paikallaan, mutta päätin pitää vaihteistokokonaisuutta ylösalaisin ja laskin sitten lampun rungon (myös ylösalaisin) sen päälle. Sinun on akseloitava löytääksesi liitäntäaukon syvälle lampun sisälle, liitososan kaltevien sivujen pitäisi auttaa ohjaamaan akselia paikalleen.

Aluksi akseli on liian pitkä. Tein tämän tarkoituksella, jotta voit leikata sen alas, kunnes kaikki sopivat tiukasti yhteen.

Kun vaihteistokokoonpano on paikallaan, kytke moottori ja tarkista, että hammaspyörä pyörii, ennen kuin kiinnität yläosan kahdella pienellä ruuvilla.

Vaihe 11: Kiinnitä Loxodrome

Vie LED -varsi loxodromen pohjassa olevan pienen reiän läpi ja ohjaa loxodrome paikalleen. Se on tiukka istuvuus, ja loxodromen reunan ja LED -varren välillä on vähän tilaa. Älä kuitenkaan käytä voimaa, sitä ei tarvita.

Minulla oli vaikeuksia saada loxodromi LED -varren pohjan mutkan ohi. Minun piti viilata hieman LED -varren reunoja, jotta se olisi tarpeeksi kapea kulkemaan, mutta olen säätänyt CAD -tiedostoa ja STL: ää, joten toivottavasti sinun ei tarvitse tehdä tätä.

Kun loxodrome on LED -varren niskassa, sen pitäisi napsahtaa pidikkeisiin. Viimeinen vaihe on asettaa LED -moduuli työntämällä sormesi loxodromin aukkojen läpi.

Katso videolta, miten tämä tehdään.

Tulostusvinkkejä:

Tulosta Loxodrome 100% täyteaineella, koska haluat kierrevarsien olevan mahdollisimman vahvat.

Tarvitset ehdottomasti tukea tälle painokselle ja paljon sitä. Jos sinulla on kaksisuulakepuristin ja liukoinen tuki, tämä on loistava paikka käyttää sitä!

Jos sinulla ei ole kaksois-ekstruuderia, älä pelkää, koska pystyin tulostamaan tämän yhdellä ekstruuderin FDM-tulostimella. Koska suurin osa tuesta on Loxodromen sisällä, sen on oltava riittävän heikkoa, jotta voit päästä sisään neulan kärkipihdeillä, murskata ja poistaa se pala kerrallaan.

Curan oletustuki on liian vahva tähän. Temppu, jonka löysin, oli käyttää ristikkotukea, jonka tukitiheys oli nolla. Tämän vuoksi Cura tulostaa vain ohuita yksikerroksisia seiniä tukemaan Loxodromen kierrevarsia. Nämä seinät on suhteellisen helppo murskata ja poistaa, kun tulostus on valmis.

Alkuperäinen tulostus tehtiin vuonna 2015 aiemmalla Cura -versiolla, mutta tässä ovat Cura 2: n asetukset, jotka näyttävät antavan halutun tukimallin:

• Luo tuki: Totta
• Tuki sijoitus: kaikkialla
• Tukimalli: Ruudukko
• Tuki tiheys: 0
• Tuen etäisyys X/Y: 0,9
• Tukietäisyys Z: 0,15
• Käytä Towers: False

Tulostuksen aikana ja sen jälkeen Loxodrome näyttää jättimäiseltä croissantilta. Sinun on käytettävä neulan pihdit irrottaaksesi tuen, kunnes se on kokonaan poissa. Kerroksen hajottaminen auttaa sitä terävällä työkalulla tai murskaamalla. Paksujen käsineiden käyttö voi auttaa tässä, koska palaset voivat olla teräviä. Kun kaikki tuki on poistettu, voit tasoittaa kaikki karkeat kohdat hiekkapaperilla.

Vaihe 12: Virran kytkeminen LED -moduuliin

LED -moduulin virran saamiseksi suosittelen säädettävää virtalähdettä. Tyypilliselle LED -tähdelle 300 mA tuottaa riittävän virran. EBayssa on useita 300 mA: n LED -ohjaimia, tai voit hankkia täysin säädettävän moduulin, kuten videossani.

Toinen vaihtoehto on ostaa vaihtelevan jännitteen DC-DC-buck-muunnin ja käyttää niitä yhdessä 12 V DC -seinäsyylän kanssa. Voit sitten nostaa jännitettä varovasti nollasta, kunnes oikea virta, yleismittarilla mitattuna, virtaa LED -valon läpi. Huomaa, että eri väriset LED -valot tarvitsevat virransyötön eri jännitteille, joten jos aiot vaihtaa LED -valoja, jatkuva virransyöttö on paljon parempi valinta.

Kun olet asettanut virran LED -valolle, käytä sitä vain osallistumisen aikana. Haluat katsoa sitä varmistaaksesi, että se ei kuumene tarpeeksi sulattaakseen muovituet. Jos se on erittäin kuuma, sinun on vähennettävä virtaa.

Toinen sija Epilog Challengessa 9